Устройство для ионтофореза
Группа изобретений относится к медицинской технике и преназначено для подачи ионов лекарства в тело живого организма. Устройство для ионтофореза включает в себя: часть, содержащую раствор электролита, предназначенную для содержания раствора электролита, в которой растворен электролит, который диссоциирует в растворе на первые ионы электролита первой полярности и вторые ионы электролита второй полярности; и часть, содержащую лекарственный раствор, предназначенную для содержания лекарственного раствора, в которой растворено лекарство, которое диссоциирует в растворе на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности. Между частью, содержащей раствор электролита, и частью, содержащей лекарственный раствор, размещены первая ионообменная мембрана, предназначенная для избирательного пропускания ионов второй полярности, и пористая разделительная мембрана, предназначенная для блокирования пропускания молекул и ионов, которые имеют заданный молекулярный вес или больший молекулярный вес. Группа изобретений включает еще три варианта устройства для ионтофореза. Технический результат изобретения заключается в подавлении изменения состава лекарственного раствора и/или раствора электролита в структуре рабочего электрода, обеспечивая, таким образом, возможность сохранения структуры рабочего электрода в стабильном состоянии в течение длительного периода времени. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для ионтофореза, включающему в себя часть, содержащую лекарственный раствор, предназначенную для удержания лекарственного раствора и содержащую лекарство в структуре рабочего электрода, и часть, содержащую раствор электролита, предназначенную для раствора электролита, причем устройство для ионтофореза позволяет подавлять изменение состава лекарственного раствора в структуре рабочего электрода и/или раствора электролита.
Уровень техники
JP 3030517 В, JP 2000-229128 A, JP 2000-229129 A, JP 2000-237326 A, JP 2000-237327 А, JP 2000-237328 А, JP 2000-237329 А, JP 2000-288097 А, JP 2000-288098 А и WO 03/037425, раскрытие которых приведено здесь в качестве ссылочного материала, содержат описание устройства для ионтофореза, предназначенного для приема лекарства, диссоциирующего на ионы, лекарственный компонент которого диссоциирует на ионы (лекарственные ионы) положительной или отрицательной полярности (первая полярность).
На фиг.1 показана схема, представляющая конфигурацию и функцию структуры А рабочего электрода устройства для ионтофореза.
Как показано на чертеже, структура А рабочего электрода включает в себя:
(1) электрод 11;
(2) часть 12, содержащая раствор электролита, предназначенную для раствора электролита, находящегося в контакте с электродом 11, в которой электролит диссоциирован на первые ионы (Е+) электролита с первой полярностью и вторые ионы (Е-) электролита со второй полярностью, противоположной первой полярности;
(3) первую ионообменную мембрану 13, предназначенную для избирательного пропускания ионов второй полярности, причем первые ионообменные мембраны 13 установлены с передней стороны части 12, содержащей раствор электролита;
(4) часть 14, содержащая лекарственный раствор, в которой лекарство диссоциировано на ионы (D+) лекарства первой полярности и противоположные ионы (D-) лекарства второй полярности, причем часть 14, содержащая лекарственный раствор, установлена с передней стороны первой ионообменной мембраны 13; и
(5) вторую ионообменную мембрану 15, предназначенную для избирательного пропускания ионов первой полярности, причем вторая ионообменная мембрана 15 расположена с передней стороны части 14, содержащей лекарственный раствор.
В устройстве для ионтофореза, имеющем структуру А рабочего электрода, напряжение первой полярности (положительное в примере, показанном на чертеже) приложено к электроду 11, в результате чего ионы (D+) лекарства поступают в тело живого организма (человека или животного) через вторую ионообменную мембрану 15, тогда как при этом предотвращается перенос биологических противоположных ионов (B-/ионы с полярностью, противоположной полярности ионов лекарства, и присутствующих на поверхности тела живого организма или в теле живого организма) в часть 14, содержащую лекарственный раствор. Таким образом, ионы лекарства можно эффективно передавать в тело живого организма. Кроме того, передача ионов (D+) лекарства в часть 12, содержащую раствор электролита, и перенос ионов H+, генерируемых в непосредственной близости к электроду 11, в часть 14, содержащую лекарственный раствор, и затем на границу перехода с телом живого организма предотвращается с помощью первой ионообменной мембраны 13. Поэтому можно предотвратить формирование токсичного вещества в результате электролиза лекарства и быстрое изменение рН на контактной поверхности кожи.
Однако в описанном выше устройстве для ионтофореза очевидно следующее. В зависимости от типа используемого электролита, вида лекарства, их комбинации или тому подобное лекарство может изменяться по истечению некоторого промежутка времени после сборки структуры рабочего электрода. В качестве альтернативы, когда лекарство подают после того, как пройдет некоторый период времени после сборки структуры рабочего электрода, эффективность приема лекарства может заметно снизиться по сравнению с эффективностью приема непосредственно после сборки структуры рабочего электрода или лекарство может разложиться в части, содержащей раствор электролита.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение было разработано с учетом указанных выше проблем, и цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для ионтофореза, позволяющего предотвратить или подавить изменения в составе лекарственного раствора или раствора электролита в случае, когда структуру рабочего электрода и все устройство для ионтофореза, включающее в себя структуру рабочего электрода, сохраняют в собранном состоянии.
Другая цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для ионтофореза, позволяющего предотвратить или подавить обесцвечивание лекарственного раствора, выпадение кристаллического осадка в части, содержащей лекарственный раствор, снижение медицинской эффективности, генерирование токсичного вещества в результате изменения лекарства или тому подобное, в случае, когда структуру рабочего электрода и все устройство для ионтофореза, включающего в себя структуру рабочего электрода, сохраняют в собранном состоянии.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для ионтофореза, позволяющего предотвратить или подавить снижение эффективности приема лекарства, возникающее в случае, когда лекарство применяют после того, как собранную структуру активного электрода или устройств для ионтофореза сохраняют в течение заданного периода времени или дольше.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для ионтофореза, которое позволяет предотвратить или подавить разложение лекарства, происходящее в части, содержащей раствор электролита, или генерирование токсичного вещества в результате разложения в случае, когда лекарство принимают после хранения ранее собранной структуры активного электрода или устройства для ионтофореза в течение заданного периода времени или дольше.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для ионтофореза, позволяющего хранить ранее собранную структуру активного электрода или все устройство для ионтофореза, включающее в себя структуру рабочего электрода, в течение длительного периода времени, обеспечивая, таким образом, поставку и хранение в собранной форме.
Настоящее изобретение выполнено с целью достижения указанной выше цели, при этом в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложено устройство для ионтофореза, предназначенное для подачи ионов лекарства в тело живого организма, включающее в себя: часть, содержащую раствор электролита, предназначенную для раствора электролита, в котором растворен электролит, который должен диссоциировать в растворе на первые ионы электролита с первой полярностью и вторые ионы электролита со второй полярностью, противоположной первой полярности; и часть, содержащую лекарственный раствор, предназначенную для лекарственного раствора, в которой растворено лекарство, которое должно диссоциировать в растворе на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности, причем часть, содержащая лекарственный раствор, расположена с передней стороны части, содержащей раствор электролита, причем между частью, содержащей раствор электролита, и частью, содержащей лекарственный раствор, расположена первая ионообменная мембрана, предназначенная для избирательного пропускания ионов второй полярности, и пористая разделительная мембрана, предназначенная для блокирования пропускания молекул и ионов, которые имеют заданный молекулярный вес или больше.
В настоящем изобретении описано устройство для ионтофореза, включающее в себя структуру рабочего электрода, аналогичную представленной на фиг.1, то есть, структуру рабочего электрода, включающую в себя: (1) часть, содержащую раствор электролита, предназначенную для раствора электролита, в которой растворен диссоциируемый в растворе электролит на первые ионы электролита первой полярности и вторые ионы электролита второй полярности, противоположной первой полярности; (2) первую ионообменную мембрану, предназначенную для избирательного пропускания ионов второй полярности, причем первая ионообменная мембрана установлена с передней стороны части, содержащей раствор электролита; и (3) часть, содержащая лекарственный раствор, предназначенную для лекарственного раствора, в которой лекарство в растворе диссоциировано на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности, причем часть, содержащая лекарственный раствор, установлена с передней стороны первой ионообменной мембраны.
Авторы настоящего изобретения обнаружили следующее. Как описано выше, если структуру рабочего электрода с указанной выше конфигурацией хранить в течение заданного периода времени или дольше, даже в случае, когда используется стабильное лекарство, которое не изменяется в течение длительного периода времени, могут возникнуть такие явления, как обесцвечивание лекарственного раствора, выпадение кристаллического осадка в части, содержащей лекарственный раствор, или снижение медицинской эффективности/формирование токсичного вещества, вследствие изменения лекарства, в зависимости от типа электролита, вида лекарства, их комбинации или тому подобное.
Авторы настоящего изобретения тщательно исследовали предположение, что указанные выше явления связаны с переносом вторых ионов электролита из части 12, содержащей раствор электролита, в часть 14, содержащие лекарственный раствор 14. То есть в части, содержащей лекарственный раствор, раствор обесцвечивался, и выпадал кристаллический осадок в результате изменения рН лекарственного раствора из-за присутствия вторых ионов электролита, и медицинская эффективность снижалась, а в результате реакции между вторыми ионами электролита и лекарством образовывались токсичные вещества.
В результате авторы изобретения определили, что путем блокирования переноса вторых ионов электролита с помощью пористой разделительной мембраны, расположенной между частью, содержащей раствор электролита, и частью, содержащей лекарственный раствор, указанные выше соответствующие явления можно эффективно подавлять, то есть можно продлить период, в течение которого структуру рабочего электрода можно хранить без возникновения каждого из указанных выше явлений, достигая таким образом цели настоящего изобретения.
Пористая разделительная мембрана (которую можно назвать ультрафильтром, микрофильтром и т.д.) в настоящем изобретении блокирует пропускание молекул и ионов, которые имеют заданный молекулярный вес или больше, с помощью множества пор, сформированных в тонкой мембране. При этом можно использовать пористую разделительную мембрану, изготовленную из произвольного материала, такую как пористая мембрана, изготовленная из полимерного материала, такого как полисульфон, полиакрилонитрил, ацетилцеллюлоза, полиамид, поликарбонат или поливиниловый спирт, или пористая мембрана, изготовленная из керамического материала (например, глинозема). Можно использовать пористую разделительную мембрану, в которой поры соответствующего размера позволяют эффективно блокировать перенос вторых ионов электролита в часть, содержащую лекарственный раствор, и позволяют переносить противоположные ионы лекарства, требуемые для протекания тока, для подачи лекарства в часть, содержащую раствор электролита.
Предельная величина по молекулярному весу представляет собой показатель, представляющий молекулярный вес молекул и ионов, которые не могут быть пропущены через пористую разделительную мембрану. Пористая разделительная мембрана, имеющая предельную величину по молекулярному весу большую, чем молекулярный вес каждого из противоположных ионов лекарства, и меньший, чем молекулярный вес каждого из вторых ионов электролита, может использоваться в качестве пористой разделительной мембраны в настоящем изобретении.
Предельная величина по молекулярному весу равна молекулярному весу, при котором степень блокирования составляет 90% на кривой пропускания, полученной путем составления диаграммы степени блокирования R (степень блокирования R определена как 1 - Ср/Сb, где Cb представляет концентрацию электролита на стороне подачи раствора через мембрану, и Ср представляет концентрацию электролита на стороне пропускания раствора) относительно множества молекул - маркеров, имеющих разные молекулярные веса. В случае, когда предельная величина по молекулярному весу пористой разделительной мембраны, используемой в настоящем изобретении, близка к молекулярному весу вторых ионов электролита или молекулярному весу противоположных ионов лекарства, может сократиться степень или период хранения структуры рабочего электрода без снижения электропроводности при подаче лекарства и без обесцвечивания, изменения и т.п. лекарства.
Кроме того, на характеристики пропускания молекул и ионов через пористую разделительную мембрану влияют трехмерные формы молекул и ионов или тому подобное. Поэтому справедливо, что предельная величина молекулярного веса является важным показателем для выбора пористой разделительной мембраны, используемой в настоящем изобретении, но даже в случае, когда выбирают пористую разделительную мембрану, имеющую предельную величину по молекулярному весу значительно больше, чем молекулярный вес каждого из противоположных ионов лекарства, и в достаточной степени меньший, чем молекулярный вес каждого из вторых ионов электролита, степень продления или период хранения структуры рабочего электрода без снижения электропроводности при приеме лекарства, обесцвечивание, изменение и т.п. лекарства, может быть малым.
Таким образом, для использования в настоящем изобретении предпочтительно выбирать пористую разделительную мембрану путем разработки прототипа структуры рабочего электрода с использованием пористой разделительной мембраны, имеющей предельную величину по молекулярному весу в диапазоне от молекулярного веса каждого из противоположных ионов лекарства до молекулярного веса каждого из вторых ионов электролита, или предельная величина близка к этому диапазону и экспериментально подтверждается степень продления периода хранения и характеристики пропускания тока (характеристики электропроводности).
В настоящем изобретении ионами лекарства называют ионы, которые образуются в результате растворения лекарства и которые оказывают медицинский эффект при подаче их в тело живого организма. Противоположными ионами лекарства называются ионы, которые имеют заряд противоположной полярности заряда ионов лекарства, образующихся при растворении лекарства. Кроме того, в настоящем изобретении первыми ионами электролита и вторыми ионами электролита соответственно называют ионы с зарядом той же полярности, что и ионы лекарства и ионы с полярностью, противоположной полярности ионов лекарства, причем они образуются в результате растворения электролита в части, содержащей раствор электролита.
Фраза "блокирование пропускания молекул или ионов" в настоящем описании необязательно означает полное блокирование. Эта фраза включает в себя случай, когда перенос вторых ионов электролита ограничивается до такой степени, при которой структуру рабочего электрода можно хранить без возникновения таких явлений, как обесцвечивание и изменение лекарства, в течение периода времени, требуемого в условиях использования, например, даже, когда вторые ионы электролита поступают в часть, содержащую лекарственный раствор, с определенной скоростью. Аналогично фраза "возможность переноса молекул или ионов" не означает, что перенос молекул и ионов не ограничен вообще. Эта фраза включает в себя случай, когда пропускание противоположных ионов лекарства поддерживается до такой степени, при которой пропускание тока проявляется в такой степени, что оно не ухудшает использование, даже когда скорость переноса противоположных ионов лекарства в часть, содержащую раствор электролита, снижается в некоторой степени.
Раствор электролита, в котором растворены два или больше видов электролита, можно использовать как раствор электролита в части, содержащей раствор электролита, с целью подавления изменения рН в результате буферного эффекта и для других целей. Таким образом, два или больше вида вторых ионов электролита могут присутствовать в части, содержащей раствор электролита. В таком случае в качестве пористой разделительной мембраны в соответствии с настоящим изобретением требуется использовать только пористую разделительную мембрану, позволяющую блокировать перенос только вторых ионов электролита, вызывающих каждое из указанных выше явлений в результате их переноса в часть, содержащую лекарственный раствор.
Авторы настоящего изобретения также обнаружили следующее. Независимо от таких явлений, как обесцвечивание лекарственного раствора, выпадение кристаллического осадка в части, содержащей лекарственный раствор, и снижение медицинской эффективности/образование токсичного вещества в результате изменения лекарства, когда лекарство принимают после хранения структуры рабочего электрода, показанной на фиг.1, в течение заданного периода времени или дольше, может возникнуть случай, когда эффективность приема лекарства снижается или лекарство разлагается в части, содержащей раствор электролита, в зависимости от типа электролита, вида лекарства или их комбинации. Однако в соответствии с настоящим изобретением эти явления также можно подавлять путем размещения пористой разделительной мембраны, предназначенной для блокирования проникновения молекул электролита или молекул лекарства между частью, содержащей раствор электролита, и частью, содержащей лекарственный раствор.
Хотя механизм возникновения этих явлений и механизм подавления этих явлений в соответствии с настоящим изобретением необязательно являются очевидными, следующий факт был подтвержден в результате исследований, проведенных авторами настоящего изобретения. В случае, когда эти явления возникают в структуре рабочего электрода с конфигурацией, показанной на фиг.1, первые ионы электролита или ионы лекарства, которые, как предполагается, должны блокироваться первой ионообменной мембраной, с течением времени переносятся в часть, содержащую лекарственный раствор, или часть, содержащую раствор электролита, соответственно.
Таким образом, предполагается, что молекулы электролита, присутствующие в части, содержащей раствор электролита, в условиях, когда они не диссоциированы, или молекулы лекарства присутствуют в части, содержащей лекарственный раствор, в условиях, когда они не диссоциированы, соответственно переносятся в часть, содержащую лекарственный раствор, или в часть, содержащую раствор электролита, где они диссоциируют без ограничения со стороны первой ионообменной мембраны, в результате чего возникают указанные выше явления, и эти явления могут подавляться путем блокирования переноса недиссоциированных молекул пористой разделительной мембраны.
Пористую разделительную мембрану, изготовленную из любого одного из различных видов материалов, можно использовать в качестве пористой разделительной мембраны в настоящем изобретении без каких-либо ограничений так же, как указано выше. В общем случае можно использовать пористую разделительную мембрану, предельная величина по молекулярному весу которой больше, чем молекулярный вес противоположных ионов лекарства и меньше, чем молекул электролита или молекул лекарства. При практическом использовании предпочтительно экспериментально выбрать пористую разделительную мембрану, которая позволяет в достаточной степени подавлять снижение эффективности приема лекарства и разложения лекарства (или позволяет подавлять повышение концентрации первых ионов электролита в части, содержащей лекарственный раствор, или концентрации ионов лекарства в части, содержащей раствор электролита) в течение требуемого периода времени хранения без снижения характеристик протекания тока из пористых разделительных мембран, выбранных на основе указанного выше аспекта.
Кроме того, можно также рассмотреть следующий случай: первые ионы электролита или ионы лекарства проникают через первую ионообменную мембрану, в результате чего они соответственно переносятся в часть, содержащую лекарственный раствор, или в часть, содержащую раствор электролита, в зависимости от рабочих характеристик используемой первой ионообменной мембраны. В таком случае использование пористой разделительной мембраны для блокирования протекания первых ионов электролита или ионов лекарства в качестве пористой разделительной мембраны в настоящем изобретении подавляет снижение эффективности приема лекарства или разложение лекарства.
В случае, когда необходимо подавлять снижение эффективности приема лекарства путем использования пористой разделительной мембраны для блокирования переноса молекул электролита или первых ионов электролита в устройстве для ионтофореза, в котором используется раствор электролита и в котором растворены два или больше видов электролитов, в части, содержащей раствор электролита, структуры рабочего электрода предпочтительно использовать пористую разделительную мембрану, которая позволяет блокировать перенос всех молекул электролита или первых ионов электролита.
Как очевидно следует из указанного выше, может возникнуть случай, когда проблемой становится только снижение эффективности приема лекарства, связанное с переносом первых ионов электролита в часть, содержащую лекарственный раствор, в течение периода хранения, в зависимости от типа электролита или лекарства, или их комбинации (например, вторые ионы электролита не переносятся в часть, содержащую лекарственный раствор, и молекулы лекарства или ионы лекарства не переносятся в часть, содержащую раствор электролита, или даже когда происходит такой перенос, не возникают явления, которые отрицательно влияют на использование, такие, как обесцвечивание, изменение и разложение лекарства). В таком случае требуется выбирать только пористую разделительную мембрану, которая может блокировать пропускание только молекул электролита (или первых ионов электролита).
Аналогично в случае, когда проблемой становится только разложение лекарства в части, содержащей раствор электролита, в связи с переносом ионов лекарства в часть, содержащую раствор электролита, в течение периода хранения, можно использовать только пористую разделительную мембрану, позволяющую блокировать только пропускание молекул лекарства (или ионов лекарства). В случае, когда проблемой становится только обесцвечивание, изменение и т.п. лекарства в связи с переносом вторых ионов электролита в часть, содержащую лекарственный раствор, требуется выбирать пористую разделительную мембрану, позволяющую блокировать пропускание только вторых ионов электролита.
Кроме того, в случае, когда явления, которые отрицательно влияют на использование среди указанных выше явлений, возникают в комбинации, предпочтительно выбирать пористую разделительную мембрану, позволяющую блокировать пропускание всех молекул или ионов, вызывающих эти явления.
Настоящее изобретение также может быть выполнено таким образом, что будет использоваться пористая разделительная мембрана, имеющая форму пакета, и часть, содержащая раствор электролита, или часть, содержащая лекарственный раствор, уплотняют с использованием этой пористой разделительной мембраны в форме пакета. Благодаря этому свойству могут быть получены следующие дополнительные эффекты. Улучшенные хранение и транспортировка части, содержащей раствор электролита, или части, содержащей лекарственный раствор, и удобство работы во время сборки структуры рабочего электрода и, кроме того, при этом можно предотвратить смешивание раствора электролита и лекарственного раствора, которое может происходить на краю первой ионообменной мембраны или пористой разделительной мембраны.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения создано устройство для ионтофореза, предназначенное для подачи ионов лекарства в тело живого организма, включающее в себя: часть, содержащую раствор электролита, предназначенную для раствора электролита, и в которой растворен электролит, диссоциируемый на первые ионы электролита с первой полярностью и вторые ионы электролита со второй полярностью, противоположной первой полярности; часть, содержащую лекарственный раствор, предназначенную для лекарственного раствора, и в которой растворено лекарство, диссоциируемое в растворе на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности, причем часть, содержащая лекарственный раствор, размещена с передней стороны части, содержащей раствор электролита; и первую ионообменную мембрану, предназначенную для избирательного пропускания ионов второй полярности, причем первая ионообменная мембрана установлена между частью, содержащей раствор электролита, и частью, содержащей лекарственный раствор, причем первая ионообменная мембрана блокирует проникновение молекул лекарства или ионов лекарства. В этом случае также может быть получен эффект настоящего изобретения, аналогичный описанному выше.
Более конкретно, пористую пленку, в которой поры заполнены ионообменной смолой, выполняющей функцию обмена ионами второй полярности, можно использовать в качестве первой ионообменной мембраны. Благодаря использованию первой ионообменной мембраны с соответственно выбранными размером пор и ионообменной смолы или степенью заполнения перенос вторых ионов электролита в часть, содержащую лекарственный раствор, может быть блокирован. Это позволяет продлить период, в течение которого структуру рабочего электрода можно хранить без обесцвечивания лекарственного раствора и выпадения кристаллического осадка в части, содержащей лекарственный раствор, или снижение медицинской эффективности и образование токсичного вещества в результате изменения лекарства.
Аналогично благодаря использованию первой ионообменной мембраны с соответствующим образом выбранными размером пор пористой пленки и ионообменной смолы или степенью их заполнения перенос молекул электролита или первых ионов электролита в часть, содержащую лекарственный раствор, может быть блокирован. В этом случае возможно подавлять снижение эффективности приема лекарства в результате конкуренции первых ионов электролита с ионами лекарства. В случае, когда перенос молекул лекарства или ионов лекарства в часть, содержащую раствор электролита, блокируется первой ионообменной мембраной, разложение ионов лекарства в части, содержащей раствор электролита, может быть предотвращено.
В указанных выше соответствующих изобретениях можно подавать лекарство в условиях, когда часть, содержащая лекарственный раствор (например, в качестве части, содержащей лекарственный раствор, можно использовать носитель в виде тонкой пленки, такой как марля, пропитанная раствором лекарства) находится в непосредственном контакте с телом живого организма. Однако предпочтительно, чтобы вторая ионообменная мембрана, избирательно пропускающая ионы первой полярности, была помещена с передней стороны части, содержащей лекарственный раствор, и лекарство подавали через вторую ионообменную мембрану. Это позволяет блокировать перенос биологических противоположных ионов в часть, содержащую лекарственный раствор, и дополнительно повышает эффективность приема лекарства.
Краткое описание чертежей
На чертежах:
фиг.1 - схема, иллюстрирующая конфигурацию и функцию структуры рабочего электрода устройства для ионтофореза;
фиг.2 - вид, представляющий основную конфигурацию устройства для ионтофореза в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения; и
фиг.3А-3Е - пояснительные виды, каждый из которых представляет конфигурацию структуры рабочего электрода устройства для ионтофореза в соответствии с другими вариантами выполнения настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Ниже будет описан вариант выполнения настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
На фиг.2 схематично показан вид в разрезе, представляющий основную конфигурацию устройства для ионтофореза в соответствии с настоящим изобретением.
В следующем описании для удобства будет показано устройство для ионтофореза, предназначенное для подачи лекарства, лекарственный компонент которого диссоциирован, например, на положительные ионы лекарства (например, хлорид лидокаина, который представляет собой анестезирующий агент, хлорид карнитина, который представляет собой терапевтический агент при желудочно-кишечных заболеваниях, бромид панкурония, который представляет собой релаксант мышц скелета, или гидрохлорид морфина, который представляет собой анестезирующий агент). В случае устройства для ионтофореза, предназначенного для подачи лекарства, лекарственный компонент которого диссоциирован на отрицательные ионы лекарства (например, аскорбиновая кислота, которая представляет собой агент - витамин или липид А, используемый как вспомогательный компонент вакцины), полярность (плюс и минус) источника питания каждого электрода или каждой ионообменной мембраны в следующем описании меняют на противоположную полярность.
Как указано выше, устройство X1 для ионтофореза в соответствии с настоящим изобретением включает в себя структуру А1 рабочего электрода, структуру В1 нерабочего электрода и источник С питания как основные компоненты (элементы). Ссылочной позицией S обозначена кожа (или слизистая оболочка).
Структура А1 рабочего электрода включает в себя электрод 11, соединенный с положительным выводом источника С питания, часть 12, содержащая раствор электролита, предназначенную для раствора электролита, находящуюся в контакте с электродом 11, пористую разделительную мембрану F1, расположенную с передней стороны части 12, содержащей раствор электролита, анионообменную мембрану 13, расположенную с передней стороны пористой разделительной мембраны F1, часть 14, содержащую лекарственный раствор, расположенную с передней стороны анионообменной мембраны 13, и катионнообменную мембрану 15, расположенную с передней стороны части 14, содержащей лекарственный раствор. Вся структура А1 активного электрода установлена внутри кожуха или контейнера 16, изготовленного из такого материала, как полимерная пленка или пластик.
С другой стороны, структура В1 нерабочего электрода включает в себя электрод 21, соединенный с отрицательным выводом источника С питания, часть 22, содержащая раствор электролита, предназначенную для раствора электролита, находящуюся в контакте с электродом 21, катионнообменную мембрану 23, расположенную с передней стороны части 22, содержащей раствор электролита, часть 24, содержащую раствор электролита, расположенную с передней стороны катионнообменной мембраны 23, и анионообменную мембрану 25, расположенную с передней стороны части 24, содержащей раствор электролита. Вся структура В1 нерабочего электрода установлена внутри кожуха или контейнера 26, состоящего из такого материала, как полимерная пленка или пластик.
В устройстве X1 для ионтофореза можно использовать электроды 11 и 21, изготовленные из любого электропроводного материала, без какого-либо ограничения. В частности, предпочтительно используется неактивный электрод, состоящий из углерода, платины или тому подобное, и особенно предпочтительно использовать углеродный электрод, в котором отсутствует вымывание ионов металла и их перенос в тело живого организма.
Однако также можно использовать активный электрод, такой как электрод в виде пары серебро/хлорид серебра, в котором электрод 11 изготовлен из серебра, а электрод 21 изготовлен из хлорида серебра.
Например, в случае использования электрода в виде пары серебро/хлорид серебра в электроде 11, который представляет собой положительный полюс, электрод из серебра и ионы хлора (Сl-) легко взаимодействуют друг с другом с получением нерастворимого AgCl в соответствии с реакцией Ag+Cl-→AgCl+е-, а в электроде 21, который представляет собой отрицательный полюс, ионы хлора (Сl-) вымываются из электрода из хлорида серебра. Следовательно, могут быть получены следующие эффекты: подавляется электролиз воды, и может быть предотвращено быстрое повышение кислотности на основе ионов Н+ на положительном выводе, и быстрое повышение основности на основе ионов ОН- на отрицательном выводе.
В отличие от этого в структуре А1 рабочего электрода и в структуре В1 нерабочего электрода, в устройстве X1 для ионтофореза по фиг.2, из-за функции анионообменных мембран 13 и 25 и/или катионнообменных мембран 15 и 23 подавляется быстрое повышение кислотности на основе ионов H+ в части 12, содержащей раствор электролита, и быстрое повышение основности на основе ионов ОН- в части 22, содержащей раствор электролита. Поэтому предпочтительно можно использовать недорогой угольный электрод, в котором отсутствует какая-либо возможность вымывания ионов металла, вместо активного электрода, такого как электрод в виде пары серебро/хлорид серебра.
В каждой из частей 12, 22 и 24, содержащих раствор электролита, в устройстве X1 для ионтофореза по фиг.2 содержится раствор электролита для поддержания электропроводности. Обычно в качестве раствора электролита можно использовать раствор соли с фосфатным буфером, физиологический солевой раствор и т.д.
Для более эффективного подавления вырабатывания газа в результате реакции электролиза воды и повышения сопротивления протеканию тока, в результате вырабатывания газа или изменения рН из-за реакции электролиза воды электролит, который более легко окисляется или восстанавливается, чем происходит реакция электролиза воды (окисление на положительном выводе и восстановление на отрицательном выводе), может быть добавлен в части 12 и 22, содержащие раствор электролита. Для обеспечения, например, биологической безопасности и экономической эффективности (низкая стоимость и доступность) предпочтительно использовать неорганическое соединение, такое как сульфат двухвалентного железа или сульфат трехвалентного железа, медицинский агент, такой как аскорбиновая кислота (витамин С) или аскорбат натрия, и органическую кислоту, такую как молочная кислота, щавелевая кислота, яблочная кислота, янтарная кислота или фумаровая кислота и/или их соли. В качестве альтернативы также можно использовать комбинации этих веществ (например, смешанный 1:1 водный раствор, содержащий 1 моль (М) молочной кислоты и 1 моль (М) фумарата натрия).
Каждая из частей 12, 22 и 24, содержащих раствор электролита, может содержать указанный выше раствор электролита в жидком состоянии. Однако части 12, 22 и 24, содержащие раствор электролита, могут быть выполнены путем пропитки поглощающего воду тонкопленочного носителя, изготовленного из полимерного материала или тому подобное, указанным выше раствором электролита, улучшая, таким образом, например, удобство работы с устройством. Такой же тонкопленочный носитель можно использовать в части 14, содержащей лекарственный раствор. Поэтому он будет подробно описан в последующем описании, которое относится к части 14, содержащей лекарственный раствор.
Часть 14, содержащая лекарственный раствор, в устройстве XI для ионтофореза в соответствии с данным вариантом выполнения содержит, по меньшей мере, водный раствор лекарства, лекарственный компонент которого диссоциирован на положительные ионы лекарства в результате растворения лекарства в растворе.
Здесь часть 14, содержащая лекарственный раствор, может содержать лекарственный раствор в жидком состоянии. Однако также возможно пропитывать тонкопленочный носитель, поглощающий воду, как описано ниже, раствором лекарства для простоты его обработки и т.п.
Примеры материалов, которые можно использовать в качестве тонкопленочного носителя, поглощающего воду, в данном случае включают в себя гидрогелевое тело из акриловой смолы (пленка акрилгидрогеля), сегментированную пленку из полиуретанового геля и пористый лист, пропускающий ионы, для формирования твердого гелевого электролита. В результате пропитки указанным выше водным раствором с соотношением пропитки 20-60% можно получить большое число переноса (высокая степень использования лекарства), составляющее, например, 70-80%.
Степень пропитки в настоящем описании представлена в весовых % (то есть, 100×(W-D)/D [%], где D представляет собой вес в сухом состоянии, и W представляет собой вес после пропитки). Степень пропитки следует измерять непосредственно после пропитки водным раствором для устранения влияния времени.
Кроме того, число переноса в настоящем описании обозначает отношение тока, который способствует переносу определенных ионов, ко всему току, протекающему через раствор электролита. Эффективность приема лекарства относится к числу переноса, относящемуся к ионам лекарства, то есть отношению тока, который способствует переносу ионов лекарства, ко всему току, подаваемому в структуру рабочего электрода.
Указанная выше акрилгидрогельная пленка (например, поставляемая компанией Sun Contact Lens Co., Ltd.) представляет собой гелевое тело, имеющее трехмерную сшитую структуру (структуру с поперечными связями). Когда раствор электролита, который представляет собой дисперсионную среду, добавляют к акрилгидрогельной пленке, акрилгидрогельная пленка становится полимерным адсорбентом, обладающим ионной проводимостью. Кроме того, взаимосвязь между степенью пропитки акрилгидрогельной пленки и числом переноса можно регулировать, изменяя размер трехмерной сетчатой структуры, вид и соотношение мономера, составляющего полимер. Акрилгидрогельная пленка со степенью пропитки 30-40% и числом переноса 70-80% может быть приготовлена из 2-гидроксиэтилметакрилата и этиленгликольдиметакрилата (соотношение мономеров (98-99,5):(0,5-2), и при этом подтверждено, что степень пропитки и число переноса остаются практически постоянными в диапазоне обычной толщины от 0,1 до 1 мм.
Кроме того, сегментированная пленка из полиуретанового геля содержит в виде сегментов полиэтиленгликоль (ПЭГ, PEG) и полипропиленгликоль (ППГ, PPG), и ее параметры можно регулировать на основе мономера и диизоцианата, составляющих эти сегменты. Сегментированная пленка из полиуретанового геля имеет трехмерную структуру, сшитую уретановыми связями, и степень пропитки, число переноса и прочность адгезии гелевой пленки можно легко регулировать путем управления размером сети и видом, и соотношением мономера так же, как в акрилгидрогельной пленке. Когда вода, которая представляет собой дисперсионную среду, и электролит (соль щелочного металла и т.д.) добавляются к сегментированной пленке из полиуретанового геля (пористой гелевой пленке), кислород в эфирной соединительной части полиэфира, формирующего сегмент, и соль щелочного металла формируют комплексное соединение, и, когда протекает ток, ионы соли металла движутся к кислороду в следующей свободной соединительной части эфира, в результате чего возникает электропроводность.
В качестве пористого листа с ионной проводимостью для формирования твердого гелиевого электролита, например, используется лист, описанный в JP 11-273452 А. Этот пористый лист получен на основе сополимера акрилонитрила и пористого полимера с пористостью 20-80%. Более конкретно, такой пористый лист получен на основе сополимера акрилонитрила с пористостью 20-80%, содержащего 50 моль % или больше (предпочтительно 70-98 моль %) акрилонитрила. Твердый электролитический лист из геля акрилонитрила (твердотельная батарея) приготовляют путем пропитки листа из сополимера акрилонитрила, растворимого в неводном растворителе и имеющего пористость 20-80%, неводным растворителем, содержащим электролит, после гелеобразования, и гелевое тело включает в себя гель в твердой пленке.
Для обеспечения ионной электропроводности, безопасности и т.п. лист из акрилонитриловото сополимера, растворимый в неводном растворителе, предпочтительно состоит из сополимера акрилонитрил/С1-С4 алкил(мет)акрилат, сополимера акрилонитрил/винилацетат, сополимера акрилонитрил/стирол, сополимера акрилонитрил/винилиден хлорида или тому подобное. Сополимерный лист делают пористым, используя обычный способ, такой как влажный (сухой) способ изготовления бумаги, способ пробивки иглами, который представляет собой разновидность способа изготовления нетканого материала, способ пробивки струями воды, перфорация с волочением листа, экструдированного из расплава, или перфорация путем экстракции растворителя. В настоящем изобретении наряду с указанными выше пористыми листами, обладающими ионной проводимостью, из акрилонитрилового сополимера, применяемыми в твердотельных батареях, в качестве тонкопленочного носителя, используемого в части 14, содержащей лекарственный раствор, или в частях 12, 22 и 24, содержащих раствор электролита, в соответствии с настоящим изобретением можно использовать гелевое тело (пленочное тело, сформированное из геля на твердой пленке), содержащее указанный выше водный раствор в трехмерной сети полимерной цепи, и в котором достигаются указанная выше степень пропитки и число переноса.
В настоящем изобретении, что касается условий пропитки указанного выше тонкопленочного носителя лекарственным раствором или раствором электролита, могут быть оптимальные условия определены в отношении степени пропитки, скорости пропитки и т.п. Например, могут быть выбраны условия пропитки 30 минут при температуре 40°С.
Ионообменную мембрану, содержащую ионообменную смолу, обладающую функцией анионообменного обмена в основе, например, NEOSEPTA, АМ-1, АМ-3, АМХ, AHA, ACH, ACS, ALE04-2, AIP-21 производства Tokuyama Co., Ltd. можно использовать как каждую из мембран 13 и 25 анионообменного обмена (ионообменные мембраны, имеющие характеристики избирательного пропускания отрицательных ионов) в устройстве X1 для ионтофореза в соответствии с данным вариантом выполнения. Ионообменную мембрану, содержащую ионообменную смолу, имеющую функцию катионного обмена в основе, например, NEOSEPTA, СМ-1, СМ-2, СМХ, CMS, СМВ, CLE04-2 производства компании Tokuyama Co., Ltd. можно использовать как каждую из мембран 15 и 23 катионного обмена (ионообменные мембраны, имеющие характеристики избирательного пропускания положительных ионов). В частности, предпочтительно можно использовать мембрану с катионным обменом, в которой часть пор или все поры пористой пленки заполнены ионообменной смолой, обладающей функцией катионного обмена, или мембрану анионообменного обмена, заполненную ионообменной смолой, обладающей функцией анионообменного обмена.
Здесь смола фтористого типа с ионообменной группой, введенной в перфторуглеводородный скелет, или смола углеводородного типа, содержащая в качестве скелета смолу, которая не была фторирована, может использоваться как указанная выше ионообменная смола. С учетом удобства процесса производства предпочтительно использовать ионообменную смолу углеводородного типа. Кроме того, хотя степень заполнения ионообменной смолы также связана с пористостью пористой пленки, такая степень заполнения обычно составляет 5-95 мас.%, в частности, 10-90 мас.% и предпочтительно 20-60 мас.%.
В отношении ионообменной группы указанной выше ионообменной смолы, отсутствует какое-либо ограничение, если только она представляет собой функциональную группу, образующую группу, имеющую отрицательный или положительный заряд в водном растворе. В качестве конкретных примеров функциональной группы, которая может использоваться как такая ионно-обменная группа, группы катионного обмена включают в себя группу сульфоновой кислоты, группу карбоновой кислоты и группу фосфоновой кислоты. Эти группы кислот могут присутствовать в форме свободной кислоты или солей. Примеры противокатиона в случае соли, включают в себя катионы щелочного металла, такие как ионы натрия и ионы калия, а также ионы аммония. Из этих групп катионного обмена обычно особенно предпочтительной является группа сульфоновой кислоты, которая является сильной кислой группой. Примеры группы анионного обмена включают в себя, прежде всего, третичные аминогруппы, группы четвертичного аммония, пиридиновую группу, имидазоловую группу, группу четвертичного пиридина и группу четвертичного имидазола. Примеры противоанионов в этих группах анионного обмена включают в себя ионы галогена, такие как ионы хлора и гидроксильные ионы. Среди этих групп анионного обмена обычно предпочтительно использовать группу четвертичного аммония и группу четвертичного пиридина, которые являются сильными основными группами.
Пленка в форме пленки или пленка в форме листа, имеющая множество малых пор, связывающих ее переднюю поверхность и заднюю поверхность, используется в качестве указанной выше пористой пленки без какого-либо конкретного ограничения. Для одновременного удовлетворения требований высокой прочности и гибкости предпочтительно, чтобы пористая пленка была изготовлена из термопластичной смолы.
Примеры термопластичных смол, составляющих пористую пленку, включают в себя без ограничения: полиолефиновые смолы, такие как гомополимеры или сополимеры α-олефинов, таких как этилен, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 3 -метил- 1-бутен, 4-метил-1-пентен и 5-метил-1-гептен; винилхлоридные смолы, такие как полихлорвинил, сополимеры винилхлорид-винилацетат, сополимеры винилхлорид-винилиденхлорид и сополимеры винилхлорид-олефин; фтористые смолы, такие как политетрафторэтилен, полихлортрифторэтилен, поливинилиденфторид, сополимеры тетрафторэтилен-гексафторпропилен, сополимеры тетрафторэтилен-перфторалкилвиниловый эфир и сополимеры тетрафторэтилен-этилен; полиамидные смолы, такие как нейлон 6 и нейлон 66; а также смолы, приготовленные из полиамидных смол. Предпочтительно используются полиолефиновые смолы, поскольку они обладают отличной механической прочностью, гибкостью, химической стабильностью и химической стойкостью и проявляют хорошую совместимость с ионообменными смолами. В качестве полиолефиновых смол особенно предпочтительными являются полиэтилен и полипропилен, и полиэтилен является наиболее предпочтительным.
При этом отсутствует какой-либо конкретное ограничение в отношении свойств указанной выше пористой пленки, изготовленной из термопластичной смолы. Однако средний диаметр пор предпочтительно может составлять от 0,005 до 5,0 мкм, более предпочтительно от 0,01 до 2,0 мкм и наиболее предпочтительно от 0,02 до 0,2 мкм, поскольку пористая пленка, имеющая такой средний диаметр пор вероятно будет представляет собой тонкую ионообменную мембрану, обладающую отличной прочностью и малым электрическим сопротивлением. Средний диаметр пор в настоящем описании обозначает средний диаметр пор для потока, измеряемый в соответствии со способом температуры начала кипения (JIS К 3832-1990). Аналогично пористость пленки может составлять предпочтительно 20-95%, более предпочтительно 30-90% и наиболее предпочтительно 30-60%. Кроме того, толщина пористой пленки может предпочтительно составлять 5-140 мкм, более предпочтительно 10-120 мкм и наиболее предпочтительно 15-55 мкм. Обычно мембрана с анионным обменом или мембрана с катионным обменом, в которых используется такая пористая пленка, имеет толщину пористой пленки от +0 до 20 мкм.
В качестве пористой разделительный мембраны F1 устройства X1 для ионтофореза в соответствии с данным вариантом выполнения может использоваться пористая разделительная мембрана, изготовленная из произвольного материала, такая как пористая пленка, изготовленная из полимерного материала, такого как полисульфон, полиакрилонитрил, ацетилцеллюлоза, полиамид, поликарбонат или поливиниловый спирт, или пористая пленка, изготовленная из керамического материала (например, глинозема) и имеющая множество пор, соединяющих переднюю поверхность и заднюю поверхность пленки. Пористая разделительная мембрана, имеющая соответствующие размеры пор, может быть выбрана для использования в зависимости от вида электролита, растворенного в растворе электролита в части 12, содержащей раствор электролита, или от вида лекарства, растворенного в лекарственном растворе, в части 14, содержащей лекарственный раствор.
Например, в случае использования водного раствора фумарата натрия в качестве раствора электролита в части 12, содержащей раствор электролита, и использования водного раствора лидокаина в качестве лекарственного раствора в части 14, содержащей лекарственный раствор, если оставить собранную структуру активного электрода без пористой разделительной мембраны F1 в течение заданного периода времени (например, приблизительно несколько дней), ионы лидокаина, которые представляют собой ионы лекарства, будут перенесены в часть 12, содержащую раствор электролита, а ионы натрия, которые представляют собой первые ионы электролита, и ионы фумаровой кислоты, которые представляют собой вторые ионы электролита, будут перенесены в часть 14, содержащую лекарственный раствор. В зависимости от температурных условий и т.п., если оставить в таком виде структуру рабочего электрода, происходит обесцвечивание или изменение свойств водного раствора гидрохлорида лидокаина или осаждение с выпадением кристаллов гидрохлорида лидокаина. Кроме того, эффективность приема ионов лидокаина одновременно с приемом лекарства снижается. Кроме того, в зависимости от условий пропускаемого тока во время подачи лекарства, ионы лидокаина разлагаются в непосредственной близости от электрода 11.
Однако путем блокирования переноса молекул фумарата натрия с молекулярным весом 137 и ионов фумаровой кислоты с молекулярным весом 115 в часть 14, содержащую лекарственный раствор, и переноса гидрохлорида лидокаина с молекулярным весом 268 (или ионов лидокаина с молекулярным весом 234) в часть 12, содержащую раствор электролита, путем использования в качестве пористой разделительный мембраны F1 пористой разделительной мембраны с границей пропускания по молекулярному весу приблизительно 100 (например, поставляемый под наименованием NUCLEPORE компанией Whatman plc или под наименованием РоrTMСЕ компанией Spectrum Laboratories, Inc.), период, в течение которого может храниться структура А1 рабочего электрода, значительно продлевается без возникновения указанных выше нежелательных явлений, таких как обесцвечивание и изменение свойств водного раствора гидрохлорида лидокаина, выпадение в осадок кристаллов гидрохлорида лидокаина или снижение эффективности приема ионов лидокаина и его разложение. С другой стороны, перенос ионов хлора, которые представляют собой ионы, противоположные лекарству, в часть 12, содержащую раствор электролита, не ослабляется. Поэтому обеспечиваются характеристики пропускания тока, требуемые для приема лекарства.
Даже в случае блокирования переноса молекул гидрохлорида лидокаина (или ионов лидокаина) в часть 12, содержащую раствор электролита, при использовании, например, пористой разделительной мембраны с границей пропускания по молекулярному весу приблизительно 200, пористой разделительной мембраны F1, предотвращается разложение ионов лидокаина в непосредственной близости от электрода 11 в случае, когда лекарство подают после хранения структуры рабочего электрода в течение длительного периода времени. Кроме того, перенос ионов фумаровой кислоты и молекул фумарата натрия в часть 14, содержащую лекарственный раствор, блокируется в определенной степени с помощью пористой разделительной мембраны F1. Поэтому становится возможным продлить период, в течение которого можно хранить структуру рабочего электрода, без возникновения таких явлений, как обесцвечивание и изменение водного раствора гидрохлорида лидокаина, выпадение в осадок кристаллов гидрохлорида лидокаина или снижение эффективности применения ионов лидокаина до такой степени, как в результате использования пористой разделительной мембраны F1 с границей пропускания по молекулярному весу 100.
В качестве источника С питания в устройстве для ионтофореза в соответствии с настоящим изобретением можно использовать батарею, стабилизатор напряжения, стабилизатор тока (гальваническое устройство), стабилизатор напряжения/тока или тому подобное. Предпочтительно использовать стабилизатор тока, который работает в условиях безопасного напряжения, при котором ток можно произвольно регулировать в диапазоне от 0,01 до 1,0 мА, предпочтительно от 0,01 до 0,5 мА, в частности, при напряжении 50 В или меньше, предпочтительно 30 В или меньше.
На фиг.3А-3D показаны пояснительные виды, представляющие конфигурации структур А2-А5 рабочего электрода устройства для ионтофореза в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения.
Как показано на чертежах, структура А2 рабочего электрода имеет ту же конфигурацию, что и у структуры А1 рабочего электрода за исключением того, что пористая разделительная мембрана F2 размещена с передней стороны ионообменной мембраны 13. Устройство для ионтофореза, в котором используется структура А2 рабочего электрода, вместо структуры А1 рабочего электрода позволяет достичь того же эффекта, что и в указанном выше устройстве X1 для ионтофореза.
Структура A3 рабочего электрода имеет ту же конфигурацию, что и конфигурация структуры А1 рабочего электрода, за исключением того, что часть 12, содержащая раствор электролита, окружена пористой разделительной мембраной F3, сформированной в форме пакета. Структура А4 рабочего электрода имеет ту же конфигурацию, что и структура А1 рабочего электрода, за исключением того, что часть 14, содержащая лекарственный раствор, плотно охвачена пористой разделительной мембраной F4, сформированной в виде пакета. Кроме того, структура А5 рабочего электрода имеет ту же конфигурацию, что и структура А1 рабочего электрода, за исключением того, что часть 12, содержащая раствор электролита, плотно окружена пористой разделительной мембраной F5, сформированной в форме пакета, и часть 14, содержащая лекарственный раствор, плотно окружена пористой разделительной мембраной F6, сформированной в форме пакета. Устройства для ионтофореза, имеющие структуры А3-А5 рабочего электрода, позволяют достичь того же функционального эффекта, что и в указанном выше устройстве X1 для ионтофореза, и также позволяют достичь следующих дополнительных функциональных эффектов: более надежно предотвращается смешивание раствора электролита и лекарственного раствора; и при этом улучшается удобство работы с частью 12, содержащей раствор электролита, и частью 14, содержащей лекарственный раствор, и улучшается возможность сборки структур A3-А5 рабочего электрода.
Даже когда электрод 11 и/или ионообменная мембрана 13 дополнительно герметизированы с помощью пористой разделительной мембраны F3 структуры A3 рабочего электрода, ионообменная мембрана 13 и/или ионообменная мембрана 15 дополнительно герметизированы с помощью пористой разделительной мембраны F4 структуры А4 рабочего электрода, или электрод 11 и/или ионообменная мембрана 13 дополнительно герметизированы с помощью пористой разделительной мембраны F5 структуры А5 рабочего электрода, а ионообменная мембрана 13, и/или ионообменная мембрана 15 дополнительно герметизированы с помощью пористой разделительной мембраны F6 структуры А5 рабочего электрода, и при этом достигается тот же функциональный эффект, как описано выше.
На фиг.3Е показан пояснительный вид, представляющий конфигурацию структуры А6 рабочего электрода устройства для ионтофореза в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения.
В структуре А6 рабочего электрода вместо ионообменной мембраны 13 и пористой разделительной мембраны F1 структуры А1 рабочего электрода установлена ионообменная мембрана 13 (F7), обладающая функцией блокирования переноса молекул электролита (или первых ионов электролита) и/или вторых ионов электролита в часть 14, содержащую лекарственный раствор, и/или переноса молекул лекарства (или ионов лекарства) в часть 12, содержащую раствор электролита. Устройство для ионтофореза, в котором предусмотрена структура А6 рабочего электрода, обеспечивает тот же функциональный эффект, что и устройство X1 для ионтофореза.
Ионообменную мембрану, аналогичную ионообменной мембране 13, используемой в указанной выше структуре А1 активного электрода, можно использовать в качестве ионообменной мембраны 13 (F7). В случае использования ионообменной мембраны, в которой пористая пленка, имеющая множество пор, соединяющих переднюю поверхность и заднюю поверхность, заполненных ионообменной смолой, функция блокирования переноса указанных выше соответствующих молекул или ионов может быть обеспечена путем регулирования размера пор и ионообменной смолы, степени заполнения ионообменной смолы и т.п.
Настоящее изобретение было описано с использованием некоторых вариантов выполнения. Настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами выполнения и может быть изменено различным образом в пределах объема формулы изобретения.
Например, в указанных выше вариантах выполнения был описан случай, когда структура рабочего электрода имеет вторую ионообменную мембрану 15, как наиболее предпочтительный вариант выполнения. Однако ионы лекарства также можно переносить в условиях, когда вторая ионообменная мембрана 15 исключена, и часть 14, содержащая лекарственный раствор, содержится в непосредственном контакте с телом живого организма.
Аналогично в указанных выше вариантах выполнения был описан случай, когда структура В1 нерабочего электрода включает в себя электрод 21, части 22 и 24, содержащие раствор электролита, и ионообменные мембраны 23 и 25. Однако ионообменные мембраны 23 и 25 и часть 24, содержащая раствор электролита, в структуре В1 нерабочего электрода могут быть исключены. В качестве альтернативы также возможно следующее. Структура нерабочего электрода не содержится в устройстве для ионтофореза, и, например, при условии, что часть тела живого организма поддерживается в контакте с заземляемым элементом, когда структуру рабочего электрода поддерживают в контакте с кожей тела живого организма, и напряжение подают к структуре рабочего электрода для переноса лекарства. Такое устройство для ионтофореза нельзя сравнивать с устройством X1 для ионтофореза в отношении возможности подавления изменения рН на поверхности контакта с кожей S относительно структуры нерабочего электрода или заземленного элемента. Однако в других отношениях такое устройство для ионтофореза проявляет те же рабочие характеристики, что и устройство X1 для ионтофореза. В частности, устройство для ионтофореза проявляет следующий эффект в соответствии с настоящим изобретением: блокируется перенос вторых ионов электролита и/или молекул электролита (или первых ионов электролита) в часть, содержащую лекарственный раствор, и/или перенос молекул лекарства (или ионов лекарства) в часть, содержащую раствор электролита, в результате чего увеличивается период, в течение которого можно хранить структуру рабочего электрода или устройство для ионтофореза, без возникновения таких явлений, как обесцвечивание, изменение свойств и разложение лекарства и снижение эффективности приема лекарства. Такие устройства для ионтофореза также включены в объем настоящего изобретения.
Кроме того, в каждом из приведенных выше вариантов выполнения был описан случай, когда структура рабочего электрода, структура нерабочего электрода и источник питания выполнены как отдельное устройство. Также возможно установить эти элементы в общем корпусе или сформировать все устройство, включающее в себя эти части, в форме листа или в форме накладки, что улучшает возможность работы с ним, и такое устройство для ионтофореза также включено в объем настоящего изобретения.
1. Устройство (X1) для ионтофореза для ввода ионов лекарства в тело живого организма, содержащее:
часть (12), содержащую раствор электролита, причем растворенный электролит диссоциирован в растворе на первые ионы электролита с первой полярностью и вторые ионы электролита со второй полярностью, противоположной первой полярности; и
часть (14), содержащую лекарственный раствор, причем растворенное лекарство диссоциировано в растворе на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности, причем часть, содержащая лекарственный раствор, расположена с передней стороны части (12), содержащей раствор электролита,
электрод, контактирующий с раствором электролита и соединенный с положительным или отрицательным выводом источника питания,
при этом между частью (12), содержащей раствор электролита, и частью (14), содержащей лекарственный раствор, расположена первая ионообменная мембрана (13) для избирательного пропускания ионов второй полярности, и пористая разделительная мембрана (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7) для блокирования пропускания молекул и ионов с заданным молекулярным весом или большим молекулярным весом, причем пористая разделительная мембрана (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7) блокирует пропускание вторых ионов электролита.
2. Устройство (X1) для ионтофореза по п.1, характеризующееся тем, что дополнительно содержит вторую ионообменную мембрану (15) для избирательного пропускания ионов первой полярности, причем вторая ионообменная мембрана (15) установлена с передней стороны части (14), содержащей лекарственный раствор.
3. Устройство (X1) для ионтофореза по п.1, характеризующееся тем, что пористая разделительная мембрана (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7) блокирует пропускание молекул электролита или первых ионов электролита.
4. Устройство (X1) для ионтофореза по п.1, характеризующееся тем, что пористая разделительная мембрана (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7) блокирует пропускание молекул лекарства или ионов лекарства.
5. Устройство (X1) для ионтофореза по п.1, характеризующееся тем, что часть (12), содержащая раствор электролита, герметизирована пористой разделительной мембраной (F3, F5), сформированной в форме пакета.
6. Устройство (X1) для ионтофореза по п.1, характеризующееся тем, что часть (14), содержащая лекарственный раствор, герметизирована пористой разделительной мембраной (F2, F4), сформированной в форме пакета.
7. Устройство (X1) для ионтофореза для ввода ионов лекарства в тело живого организма, содержащее:
часть (12), содержащую раствор электролита, причем растворенный электролит диссоциирован в растворе на первые ионы электролита первой полярности и вторые ионы электролита второй полярности, противоположной первой полярности;
часть (14), содержащую лекарственный раствор, причем растворенное лекарство диссоциировано в растворе на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности, при этом часть (14), содержащая лекарственный раствор, установлена с передней стороны части (12), содержащей раствор электролита;
электрод, контактирующий с раствором электролита и соединенный с положительным или отрицательным выводом источника питания, и первую ионообменную мембрану (13 (F7)) для избирательного пропускания ионов второй полярности, причем первая ионообменная мембрана (13 (F7)) установлена между частью (12), содержащей раствор электролита, и частью (14), содержащей лекарственный раствор, при этом первая ионообменная мембрана (13 (F7)) блокирует пропускание вторых ионов электролита.
8. Устройство (X1) для ионтофореза по п.7, характеризующееся тем, что дополнительно содержит вторую ионообменную мембрану (15) для избирательного пропускания ионов первой полярности, причем вторая ионообменная мембрана (15) установлена с передней стороны части (14), содержащей лекарственный раствор.
9. Устройство (X1) для ионтофореза для ввода ионов лекарства в тело живого организма, содержащее:
часть (12), содержащую раствор электролита, причем растворенный электролит диссоциирован в растворе на первые ионы электролита с первой полярностью и вторые ионы электролита со второй полярностью, противоположной первой полярности;
часть (14), содержащую лекарственный раствор, причем растворенное лекарство диссоциировано в растворе на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности, причем часть (14), содержащая лекарственный раствор, установлена с передней стороны части (12), содержащей раствор электролита;
электрод, контактирующий с раствором электролита и соединенный с положительным или отрицательным выводом источника питания, и первую ионообменную мембрану (13 (F7)) для избирательного пропускания ионов второй полярности, установленную между частью (12), содержащей раствор электролита, и частью (14), содержащей лекарственный раствор, причем первая ионообменная мембрана (13 (F7)) блокирует пропускание молекул электролита.
10. Устройство (X1) для ионтофореза по п.9, характеризующееся тем, что дополнительно содержит вторую ионообменную мембрану (15) для избирательного пропускания ионов первой полярности, причем вторая ионообменная мембрана (15) установлена с передней стороны части (14), содержащей лекарственный раствор.
11. Устройство (X1) для ионтофореза для ввода ионов лекарства в тело живого организма, содержащее:
часть (12), содержащую раствор электролита, причем растворенный электролит диссоциирован в растворе на первые ионы электролита первой полярности и вторые ионы электролита второй полярности, противоположной первой полярности;
часть (14), содержащую лекарственный раствор, причем растворенное лекарство диссоциировано в растворе на ионы лекарства первой полярности и противоположные ионы лекарства второй полярности, причем часть (14), содержащая лекарственный раствор, расположена с передней стороны части (12), содержащей раствор электролита;
электрод, контактирующий с раствором электролита и соединенный с положительным или отрицательным выводом источником питания, и первую ионообменную мембрану (13 (F7)) для избирательного пропускания ионов второй полярности, установленную между частью (12), содержащей раствор электролита, и частью (14), содержащей лекарственный раствор, причем первая ионообменная мембрана (13 (F7)) блокирует пропускание молекул лекарства.
12. Устройство (X1) для ионтофореза по п.11, характеризующееся тем, что дополнительно содержит вторую ионообменную мембрану (15) для избирательного пропускания ионов первой полярности, причем вторая ионообменная мембрана (15) установлена с передней стороны части (14), содержащей лекарственный раствор.
